Name: laboratory simulation of an iron(ii)-rich precambrian marine upwelling system to explore the growth of photosynthetic bacteria
Uploaded: 2016-07-24T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Laboratory Simulation of an IronII-rich Precambrian Marine Upwelling System to Explore the Growth of Photosynthetic Bacteria at JoVE.com

Mark Nordhoff bistått i utformingen og gjennomføringen av slangekoblinger. Ellen Struve bidratt til å velge og kjøpe utstyr som brukes.

1. Utarbeidelse av Dyrking Medium Merk: Informasjon om de nødvendige utstyr, kjemikalier og forsyninger for utarbeidelse av kulturmediet er oppført i tabell 1 Kursiv alfanumeriske koder i parentes refererer til utstyr spesifisert i tabell 2 og vist i figur 1.. <ol><li> Forbered 5 liter Marine fotoautotrofi (MP) medium (heretter kalt &quot;medium&quot;) etter protokollen av Wu et al. 16. Juster pH til 6,8 ved hjelp av ...

<ol>
	<li>Lyons, T. W., Reinhard, C. T., Planavsky, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+rise+of+oxygen+in+Earth's+early+ocean+and+atmosphere.">The rise of oxygen in Earth's early ocean and atmosphere.</a> Nature. 506 (7488), 307-315 (2014).</li><li>Raymond, J., Blankenship, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+origin+of+the+oxygen-evolving+complex.">The origin of the oxygen-evolving complex.</a> Coord. Chem. Rev. 252 (3-4), 377-383 (2008).</li><li>Kendall, B., Reinhard, C. T., Lyons, T., Kaufman, A. J., Poulton, S. W., Anbar, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pervasive+oxygenation+along+late+Archaean+ocean+margins.">Pervasive oxygenation along late Archaean ocean margins.</a> Nature Geosci. 3 (9), 647-652 (2010).</li><li>Olson, S. L., Kump, L. R., Kasting, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantifying+the+areal+extent+and+dissolved+oxygen+concentrations+of+Archean+oxygen+oases.">Quantifying the areal extent and dissolved oxygen concentrations of Archean oxygen oases.</a> Chem. Geol. 362 (1), 35-43 (2013).</li><li>Satkoski, A. M., Beukes, N. J., Li, W., Beard, B. L., Johnson, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+redox-stratified+ocean+3.2+billion+years+ago.">A redox-stratified ocean 3.2 billion years ago.</a> Earth Planet. Sci. Lett. 430 (1), 43-53 (2015).</li><li>Holland, H. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oceans+-+Possible+Source+of+Iron+in+Iron-Formations.">Oceans - Possible Source of Iron in Iron-Formations.</a> Econ. Geol. 68 (7), 1169-1172 (1973).</li><li>Holland, H. D., Lazar, B., Mccaffrey, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evolution+of+the+Atmosphere+and+Oceans.">Evolution of the Atmosphere and Oceans.</a> Nature. 320 (6057), 27-33 (1986).</li><li>Klein, C., Beukes, N. J., Schopf, J. W., Klein, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Time+distribution,+stratigraphy,+and+sedimentologic+setting,+and+geochemistry+of+Precambrian+iron-formations.">Time distribution, stratigraphy, and sedimentologic setting, and geochemistry of Precambrian iron-formations.</a> The Proterozoic Biosphere. , 139-146 (1992).</li><li>Poulton, S. W., Canfield, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ferruginous+Conditions:+A+Dominant+Feature+of+the+Ocean+through+Earth's+History.">Ferruginous Conditions: A Dominant Feature of the Ocean through Earth's History.</a> Elements. 7 (2), 107-112 (2011).</li><li>Busigny, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Iron+isotopes+in+an+Archean+ocean+analogue.">Iron isotopes in an Archean ocean analogue.</a> Geochim. Cosmochim. Acta. 133, 443-462 (2014).</li><li>Crowe, S. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photoferrotrophs+thrive+in+an+Archean+Ocean+analogue.">Photoferrotrophs thrive in an Archean Ocean analogue.</a> PNAS. 105 (41), 15938-15943 (2008).</li><li>Jones, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biogeochemistry+of+manganese+in+ferruginous+Lake+Matano,+Indonesia.">Biogeochemistry of manganese in ferruginous Lake Matano, Indonesia.</a> Biogeosciences. 8 (10), 2977-2991 (2011).</li><li>Lliros, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pelagic+photoferrotrophy+and+iron+cycling+in+a+modern+ferruginous+basin.">Pelagic photoferrotrophy and iron cycling in a modern ferruginous basin.</a> Sci. Rep. 5 (13803), (2015).</li><li>Koeksoy, E., Halama, M., Konhauser, K. O., Kappler, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Using+modern+ferruginous+habitats+to+interpret+Precambrian+banded+iron+formation+deposition.">Using modern ferruginous habitats to interpret Precambrian banded iron formation deposition.</a> Int. J. Astrobiol. , 1-13 (2015).</li><li>Canfield, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+model+for+Proterozoic+ocean+chemistry.">A new model for Proterozoic ocean chemistry.</a> Nature. 396 (6710), 450-453 (1998).</li><li>Wu, W. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+the+physiology+and+cell-mineral+interactions+of+the+marine+anoxygenic+phototrophic+Fe(II)+oxidizer+Rhodovulum+iodosum+-+implications+for+Precambrian+Fe(II)+oxidation.">Characterization of the physiology and cell-mineral interactions of the marine anoxygenic phototrophic Fe(II) oxidizer Rhodovulum iodosum - implications for Precambrian Fe(II) oxidation.</a> FEMS Microbiol. Ecol. 88 (3), 503-515 (2014).</li><li>Hungate, R. E., Macy, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Roll-Tube+Method+for+Cultivation+of+Strict+Anaerobes.">The Roll-Tube Method for Cultivation of Strict Anaerobes.</a> Bull. Ecol. Res. Comm. 17 (1), 123-126 (1973).</li><li>Van Baalen, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Studies+on+marine+blue-green+algae.">Studies on marine blue-green algae.</a> Bot. mar. 4 (1-2), 129-139 (1962).</li><li>Sakamoto, T., Bryant, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Growth+at+low+temperature+causes+nitrogen+limitation+in+the+cyanobacterium+Synechococcus+sp.+PCC+7002.">Growth at low temperature causes nitrogen limitation in the cyanobacterium Synechococcus sp. PCC 7002.</a> Arch. Microbiol. 169 (1), 10-19 (1998).</li><li>Swanner, E. D., Mloszewska, A. M., Cirpka, O. A., Schoenberg, R., Konhauser, K. O., Kappler, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modulation+of+oxygen+production+in+Archaean+oceans+by+episodes+of+Fe(II)+toxicity.">Modulation of oxygen production in Archaean oceans by episodes of Fe(II) toxicity.</a> Nature Geosci. 8 (2), 126-130 (2015).</li><li>Stookey, L. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ferrozine+-+a+New+Spectrophotometric+Reagent+for+Iron.">Ferrozine - a New Spectrophotometric Reagent for Iron.</a> Anal. Chem. 42 (7), 779-784 (1970).</li><li>Fitch, M. W., Koros, W. J., Nolen, R. L., Carnes, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Permeation+of+Several+Gases+through+Elastomers,+with+Emphasis+on+the+Deuterium+Hydrogen+Pair.">Permeation of Several Gases through Elastomers, with Emphasis on the Deuterium Hydrogen Pair.</a> J. Appl. Polym. Sci. 47 (6), 1033-1046 (1993).</li><li>Smith, A. J. B., Beukes, N. J., Gutzmer, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Composition+and+Depositional+Environments+of+Mesoarchean+Iron+Formations+of+the+West+Rand+Group+of+the+Witwatersrand+Supergroup,+South+Africa.">The Composition and Depositional Environments of Mesoarchean Iron Formations of the West Rand Group of the Witwatersrand Supergroup, South Africa.</a> Econ. Geol. 108 (1), 111-134 (2013).</li><li>Johnson, C. M., Beard, B. L., Klein, C., Beukes, N. J., Roden, E. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Iron+isotopes+constrain+biologic+and+abiologic+processes+in+banded+iron+formation+genesis.">Iron isotopes constrain biologic and abiologic processes in banded iron formation genesis.</a> Geochim. Cosmochim. Acta. 72 (1), 151-169 (2008).</li><li>Krepski, S. T., Emerson, D., Hredzak-Showalter, P. L., Luther, G. W., Chan, C. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Morphology+of+biogenic+iron+oxides+records+microbial+physiology+and+environmental+conditions:+toward+interpreting+iron+microfossils.">Morphology of biogenic iron oxides records microbial physiology and environmental conditions: toward interpreting iron microfossils.</a> Geobiology. 11 (5), 457-471 (2013).</li><li>Posth, N. R., Konhauser, K. O., Kappler, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microbiological+processes+in+banded+iron+formation+deposition.">Microbiological processes in banded iron formation deposition.</a> Sedimentology. 60 (7), 1733-1754 (2013).</li><li>Maliva, R. G., Knoll, A. H., Simonson, B. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Secular+change+in+the+Precambrian+silica+cycle:+Insights+from+chert+petrology.">Secular change in the Precambrian silica cycle: Insights from chert petrology.</a> Geol. Soc. Am. Bull. 117 (7-8), 835-845 (2005).</li><li>Kappler, A., Pasquero, C., Konhauser, K. O., Newman, D. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deposition+of+banded+iron+formations+by+anoxygenic+phototrophic+Fe(II)-oxidizing+bacteria.">Deposition of banded iron formations by anoxygenic phototrophic Fe(II)-oxidizing bacteria.</a> Geology. 33 (11), 865-868 (2005).</li><li>Krepski, S. T., Hanson, T. E., Chan, C. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isolation+and+characterization+of+a+novel+biomineral+stalk-forming+iron-oxidizing+bacterium+from+a+circumneutral+groundwater+seep.">Isolation and characterization of a novel biomineral stalk-forming iron-oxidizing bacterium from a circumneutral groundwater seep.</a> Environ. Microbiol. 14 (7), 1671-1680 (2012).</li><li>Czaja, A. D., Johnson, C. M., Beard, B. L., Roden, E. E., Li, W. Q., Moorbath, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biological+Fe+oxidation+controlled+deposition+of+banded+iron+formation+in+the+ca.+3770+Ma+Isua+Supracrustal+Belt+(West+Greenland).">Biological Fe oxidation controlled deposition of banded iron formation in the ca. 3770 Ma Isua Supracrustal Belt (West Greenland).</a> Earth. Planet. Sci. Lett. 363 (1), 192-203 (2013).</li><li>Melton, E. D., Schmidt, C., Kappler, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microbial+iron(II)+oxidation+in+littoral+freshwater+lake+sediment:+the+potential+for+competition+between+phototrophic+vs.+nitrate-reducing+iron(II)-oxidizers.">Microbial iron(II) oxidation in littoral freshwater lake sediment: the potential for competition between phototrophic vs. nitrate-reducing iron(II)-oxidizers.</a> Front. Microbiol. 3 (197), 1-12 (2012).</li></ol>

Mikrobielle samfunn i prekambrium havet ble regulert av, eller endring som et resultat av deres aktivitet og de rådende geokjemiske forhold. I tolke opprinnelsen til BIF, forskere generelt antyde tilstedeværelsen eller aktiviteten til mikroorganismer basert på sedimentologi eller geokjemi av BIF, f.eks Smith et al. 23 og Johnson et al. 24. Studiet av moderne organismer i moderne miljøer som har geokjemiske analoger til gamle miljøer er også en verdifull tilnærming,...

Prekambrium (4,6 til 0,541 Gy siden) atmosfære opplevd en gradvis oppbygging av photosynthetically produsert oksygen (O 2), kanskje avbrutt av vise endringer i den såkalte &quot;Great Oksidasjon hendelse&quot; (GOE) på ca 2,4 Gy siden, og igjen i Neoproterozoic (1 til 0,541 Gy siden) som atmosfærisk O 2 nærmet moderne nivå 1. Cyanobakterier er de evolusjonære rester av de første organismer som kan oxygenic fotosyntese to. Geokjemiske bevis og modellering studier støtter rollen til grunne kystmiljøer i husing aktive samfunn av cyanobakterier eller organismer som kan oxygenic fotosyntese eller oxygenic fotoautotrofi, genererer lokale oksygen oaser i overflaten havet under en overveiende anoksisk atmosfære 3-5. Avsetningen av bøyle Iron Formasjoner (BIFs) fra sjøvann gjennom prekambriske poeng til jern (II) (Fe (II)) som en viktig geokjemiske constituent av sjøvann, i det minste lokalt, i løpet av deres behandling. Noen av de største BIFs er dypvanns innskudd, forming av kontinentalsokkelen og skråningen. Mengden av Fe deponert er uforenlige fra et massebalanse standpunkt med overveiende kontinental (dvs. forvitring) kilde. Derfor er mye av Fe må ha blitt levert fra hydrotermale endring av mafisk eller ultramafiske havbunnen skorpe 6. Estimater av frekvensen av Fe avsatt påhengs av kystmiljøet er i samsvar med Fe (II) som leveres til overflaten havet via oppstrømning 7. For at Fe som skal transporteres i upwelling strømmer, må ha vært tilstede i den reduserte, mobil formen - som Fe (II). Den gjennomsnittlige oksydasjonstilstanden av Fe bevart i BIF er 2,4 til 8, og det er generelt antatt at BIF bevare Fe avsatt som Fe (III), som dannes ved oppstrømning Fe (II) ble oksydert, eventuelt med oksygen. Derfor utforske potensielle Fe (II) oksidasjonsmekanismer langs skråningen environments er viktig å forstå hvordan BIF dannet. Videre har videreutviklet geokjemisk karakterisering av marine sedimenter identifisert som ferruginous forhold, der Fe (II) var til stede i en anoksisk vannsøyle, var en vedvarende funksjon av havene gjennom prekambrium, og kanskje ikke har vært begrenset til bare tid og sted hvor BIF ble avsatt 9. Derfor, i minst to milliarder år av jordens historie, redoks grensesnitt mellom Fe (II) og O 2 i de grunne havene var sannsynligvis vanlig. Tallrike studier utnytte moderne nettsteder som er kjemiske og / eller biologiske analoger av ulike funksjoner i prekambrium havet. Et godt eksempel er jernholdig innsjøer hvor Fe (II) er stabil og til stede i solbelyste overflatevann mens fotosynteseaktiviteten (inkludert av cyanobakterier) ble påvist 10-13. Resultatene fra disse studiene gir innsikt i geokjemiske og mikrobielle egenskaper ved en oksisk til anoksisk / ferruginous kjemoklin. Men disse områdene er generelt fysisk stratifisert med liten vertikal miksing 14, i stedet for de kjemiske grensesnitt som forekommer i en oppstrømning system, og er tenkt å støtte de mest oksygen produksjon i prekambrium tid 4. En naturlig analog å utforske utviklingen av et marint oksygen oase under en oksygenfri atmosfære, og på en Fe (II) rik oppstrømning system i solbelyste overflatevann kolonnen er ikke tilgjengelig på moderne Jorden. Derfor er et laboratorium system som kan simulere en ferruginous oppstrømning sone og også støtte veksten av cyanobakterier og photoferrotrophs nødvendig. Forståelsen og identifisering av mikrobielle prosesser og deres samspill med en oppstrømning vandig medium som representerer prekambrium sjøvann fremmer forståelse og kan utfylle informasjonen han fikk fra rock posten for å fullt ut forstå den særegne biogeokjemiske prosesser på gamle jorden. </p&gt; Mot dette formål, ble en laboratorie-skala-kolonne konstruert i hvilken Fe (II) -rik sjøvann medium (pH nøytral) ble pumpet inn i bunnen av kolonnen og pumpes ut fra toppen. Belysning ble gitt øverst for å skape en 4 cm bred &quot;eufotisk&quot; som støttet vekst av cyanobakterier i topp 3 cm. Naturmiljøer er generelt stratifisert og stabilisert av fysio gradienter, som salinitet eller temperatur. For å stabilisere vannsøylen på en lab-skala, ble kolonnen sylinder pakket med et porøst glassperle matrise som hjalp til å opprettholde etablering av geokjemiske mønstre som er utviklet i løpet av eksperimentet. En kontinuerlig N2 / CO2-gass-strømmen ble anvendt for å skylle det øvre område av kolonnen for å opprettholde en oksygenfri atmosfære reflektert av et hav før den GOE 15. Etter å ha en konstant strøm av Fe (II) ble etablert, ble inokulert cyanobakterier i hele kolonnen, og deres growth ble overvåket av celletall på prøver fjernet gjennom prøvetakingsportene. Oksygen ble overvåket in situ ved å plassere oksygenfølsomme optode folier på den indre vegg av kolonnen sylinder og målinger den ble gjort med en optisk fiber fra utsiden av kolonnen. Vandig Fe arts ble kvantifisert ved å fjerne prøver fra dybde-løst horisontale prøvetakingsporter og analysert med Ferrozine metoden. De abiotiske kontroll eksperimenter og resultater viser proof-of-concept - som en laboratorieskala analog av den gamle vannsøylen, holdt isolert fra atmosfæren, er oppnåelig. Cyanobakterier vokste og produsert oksygen, og reaksjonene mellom Fe (II) og oksygen ble løses. Heri er metodikken for design, forberedelser, montering, gjennomføring, og prøvetaking av en slik kolonne presentert, sammen med resultatene fra en 84-timers løp i kolonnen mens inokulert med den marine cyanobacterium Synechococcus sp. PCC 7002.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Widdel flask (5 L)</td>
			<td>Ochs</td>
			<td>110015</td>
			<td>labor-ochs.de</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass bottles (5 L)</td>
			<td>Rotilabo</td>
			<td>Y682.1</td>
			<td>carlroth.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass pipettes (5 mL)</td>
			<td></td>
			<td>51714</td>
			<td>labor-ochs.de</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.22 &#181;m Steritop filter unit (0.22&#160;&#181;m Polyethersulfone membrane)</td>
			<td>Millipore</td>
			<td>X337.1</td>
			<td>carlroth.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aluminum foil</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile Luer Lock glass syringe, filled with cotton</td>
			<td></td>
			<td>C681.1</td>
			<td>carlroth.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Luer Lock stainless steel needles (150 mm, 1.0 mm ID)</td>
			<td></td>
			<td>201015</td>
			<td>labor-ochs.de</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaCl</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>433209</td>
			<td>sigmaaldrich.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MgSO4</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>208094</td>
			<td>sigmaaldrich.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CaCl2</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>C4901</td>
			<td>sigmaaldrich.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NH4Cl</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>A9434</td>
			<td>sigmaaldrich.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>KH2PO4</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>P5655</td>
			<td>sigmaaldrich.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>KBr</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>P3691</td>
			<td>sigmaaldrich.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>KCl</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>P9541</td>
			<td>sigmaaldrich.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass cylinder</td>
			<td></td>
			<td>Y310.1</td>
			<td>carlroth.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass wool</td>
			<td></td>
			<td>7377.2</td>
			<td>carlroth.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass beads (&#248; 0.55 - 0.7&#160;mm)</td>
			<td></td>
			<td>11079105</td>
			<td>biospec.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Butyl rubber stopper (&#248; 1.2 cm)</td>
			<td></td>
			<td>271024</td>
			<td>labor-ochs.de</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Petri Dish, glass (&#248; 8.0 cm)</td>
			<td></td>
			<td>T939.1</td>
			<td>carlroth.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polymers glue</td>
			<td></td>
			<td>OTTOSEAL S68</td>
			<td>adchem.de</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Optical oxygen sensor foil (for oxygen analysis, see below)</td>
			<td></td>
			<td>&#8211; on request &#8211;</td>
			<td>presens.de</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rubber tubing (35 mm, 7 mm ID)</td>
			<td></td>
			<td>770350</td>
			<td>labor-ochs.de</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Luer Lock tube connector (3.0 mm, luer lock male = LLM)</td>
			<td></td>
			<td>P343.1</td>
			<td>carlroth.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Luer Lock tube connector (3.0 mm, luer lock female = LLF)</td>
			<td></td>
			<td>P335.1</td>
			<td>carlroth.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rubber tubing (25 mm, 0.72 mm ID)</td>
			<td></td>
			<td>2600185</td>
			<td>newageindustries.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rubber tubing (50 mm, 7 mm ID)</td>
			<td></td>
			<td>770350</td>
			<td>labor-ochs.de</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Luer Lock stainless steel needle (150 mm, 1.0 mm ID)</td>
			<td></td>
			<td>201015</td>
			<td>labor-ochs.de</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Luer Lock glass syringe (10 mL)</td>
			<td></td>
			<td>C680.1</td>
			<td>carlroth.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Loose cotton&#160;</td>
			<td></td>
			<td>&#8211;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Butyl rubber stopper (&#248; 1.75 cm)</td>
			<td></td>
			<td>271050</td>
			<td>labor-ochs.de</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stainless steel needle (40 mm, 1.0 mm ID)</td>
			<td>Sterican</td>
			<td>4665120</td>
			<td>bbraun.de</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Luer Lock stainless steel needle (150 mm, 1.5 mm ID)</td>
			<td></td>
			<td>201520</td>
			<td>labor-ochs.de</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>position: Luer Lock female connector part at C.7</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polymers glue</td>
			<td></td>
			<td>OTTOSEAL S68</td>
			<td>adchem.de</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stainless steel needle (120 mm, 0.7 mm ID)</td>
			<td>Sterican</td>
			<td>4665643</td>
			<td>bbraun.de</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rubber tubing (40 mm, 0.74 mm ID)</td>
			<td></td>
			<td>2600185</td>
			<td>newageindustries.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heat shrink tubing (35 mm, 3 mm ID shrunk)</td>
			<td></td>
			<td>541458 - 62</td>
			<td>conrad.de</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tube clamp</td>
			<td></td>
			<td>STHC-C-500-4</td>
			<td>tekproducts.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Luer Lock tube connector (1.0 mm, LLF)</td>
			<td></td>
			<td>P334.1</td>
			<td>carlroth.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Luer Lock plastic cap (LLM)</td>
			<td></td>
			<td>CT69.1</td>
			<td>carlroth.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass bottle (5 L)</td>
			<td>Rotilabo</td>
			<td>Y682.1</td>
			<td>carlroth.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Butyl rubber stopper (for GL45)</td>
			<td></td>
			<td>444704</td>
			<td>labor-ochs.de</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stainless steel capillary (300 mm, 0.74 mm ID)</td>
			<td></td>
			<td>56736</td>
			<td>sigmaaldrich.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stainless steel capillary (50 mm, 0.74 mm ID)</td>
			<td></td>
			<td>56737</td>
			<td>sigmaaldrich.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Shrink tubing (35 mm, 3 mm ID shrunk)</td>
			<td></td>
			<td>541458 - 62</td>
			<td>conrad.de</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rubber tubing (100 mm, 0.74 mm ID)</td>
			<td></td>
			<td>2600185</td>
			<td>newageindustries.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Luer Lock tube connector (1.0 mm, LLF)</td>
			<td></td>
			<td>P334.1</td>
			<td>carlroth.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Luer Lock glass syringe (10 mL)</td>
			<td></td>
			<td>C680.1</td>
			<td>carlroth.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Loose cotton&#160;</td>
			<td></td>
			<td>&#8211;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Butyl rubber stopper (&#248; 1.75 cm)</td>
			<td></td>
			<td>271050</td>
			<td>labor-ochs.de</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stainless Steel needle (40 mm, 0.8 mm ID)</td>
			<td>Sterican</td>
			<td>4657519</td>
			<td>bbraun.de</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Luer Lock glass syringe (5 mL)</td>
			<td></td>
			<td>C679.1</td>
			<td>carlroth.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Butyl rubber stopper (&#248; 1.75 mm)</td>
			<td></td>
			<td>271050</td>
			<td>labor-ochs.de</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stainless steel needle (40 mm, 0.8 mm ID)</td>
			<td>Sterican</td>
			<td>4657519</td>
			<td>bbraun.de</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rubber tubing (40 mm, 0.74 mm ID)</td>
			<td></td>
			<td>2600185</td>
			<td>newageindustries.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass bottle (2 L)</td>
			<td>Rotilabo</td>
			<td>X716.1</td>
			<td>carlroth.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Butyl rubber stopper (for GL45)</td>
			<td></td>
			<td>444704</td>
			<td>labor-ochs.de</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stainless steel capillary (50 mm, 0.74 mm ID)</td>
			<td></td>
			<td>56736</td>
			<td>sigmaaldrich.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rubber tubing (30 mm x 0.74 mm ID)</td>
			<td></td>
			<td>2600185</td>
			<td>newageindustries.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rubber tubing (100 mm x 0.74 mm ID)</td>
			<td></td>
			<td>2600185</td>
			<td>newageindustries.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Luer Lock tube connector (1.0 mm, LLF)</td>
			<td></td>
			<td>P334.1</td>
			<td>carlroth.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Luer Lock 3-way connector (LLF, 2x LLM)</td>
			<td></td>
			<td>6134</td>
			<td>cadenceinc.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Light source</td>
			<td>Samsung</td>
			<td>SI-P8V151DB1US</td>
			<td>samsung.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Peristalic pump</td>
			<td>Ismatec</td>
			<td>EW-78017-35</td>
			<td>coleparmer.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pumping tubing (0.89 mm ID)</td>
			<td></td>
			<td>EW-97628-26</td>
			<td>coleparmer.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stainless steel capillary (200 mm, 0.74 mm ID)</td>
			<td></td>
			<td>56736</td>
			<td>sigmaaldrich.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stainless steel capillary (400 mm, 0.74 mm ID)</td>
			<td></td>
			<td>56737</td>
			<td>sigmaaldrich.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Supel-Inert Foil (Tedlar - PFC) gas pack (10 L)</td>
			<td></td>
			<td>30240-U</td>
			<td>sigmaaldrich.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rubber tube (30 mm, 6 mm ID)</td>
			<td></td>
			<td>770300</td>
			<td>labor-ochs.de</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Luer Lock tube connector (3.0 mm, LLM)</td>
			<td></td>
			<td>P343.1</td>
			<td>carlroth.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Luer Lock tube connector (3.0 mm, LLF)</td>
			<td></td>
			<td>P335.1</td>
			<td>carlroth.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gas-tight syringe (20 mL)</td>
			<td></td>
			<td>C681.1</td>
			<td>carlroth.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bunsen burner</td>
			<td></td>
			<td>&#8211;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fiber optic oxygen meter for oxygen quantification</td>
			<td>Presens</td>
			<td>TR-FB-10-01</td>
			<td>presens.de</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vacuum pump</td>
			<td></td>
			<td>&#8211;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silicone glue for oxygen optodes</td>
			<td>Presens</td>
			<td>PS1</td>
			<td>presens.de</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

laboratory simulation of an iron(ii)-rich precambrian marine upwelling system to explore the growth of photosynthetic bacteria

En konvensjonell konsept for deponering av noen prekambriske bøyle Iron Formasjoner (BIF) fortsetter på antagelsen om at toverdig jern [Fe (II)] oppstrømning fra hydrotermale kilder i prekambrium havet ble oksidert av molekylært oksygen [O 2] produsert av cyanobakterier. De eldste BIFs, deponert før den store Oksidasjon hendelse (GOE) på om lag 2,4 milliarder år (Gy) siden, kunne ha dannet ved direkte oksidasjon av Fe (II) ved anoxygenic photoferrotrophs henhold anoksiske forhold. Som en metode for testing av geokjemiske og mineralogiske mønstre som utvikler under forskjellige biologiske scenarier, har vi designet en 40 cm lang vertikal gjennomstrømning kolonne for å simulere en anoksisk Fe (II) rik marin oppstrømning system representant for en gammel havet på en lab skala . Sylinderen ble fylt med en porøs glassperle matrise for å stabilisere de geokjemiske gradienter, og væskeprøver for jern kvantifisering kan bli tatt gjennom vannsøylen. Oppløst oksygen varoppdaget ikke-invasiv via optodes fra utsiden. Resultater fra biotiske eksperimenter som involverte upwelling fluks av Fe (II) fra bunnen, en tydelig lys gradient fra toppen, og cyanobakterier til stede i vannsøylen, viser klart bevis for dannelse av Fe (III) mineralske utfellinger og utvikling av en kjemoklin mellom Fe (II) og O 2. Denne kolonnen tillater oss å teste hypoteser for dannelsen av de BIFs ved dyrking cyanobakterier (og i fremtiden photoferrotrophs) under simulerte marine prekambriske forhold. Videre hypoteser vi at vår kolonne konseptet tillater for simulering av ulike kjemiske og fysiske omgivelser - herunder grunne marine eller innsjøsedimenter.

kontrollforsøk Abiotiske kontrollforsøk (10 dager) viste gjennomgående lav oksygenkonsentrasjon (O 2 &lt;0,15 mg / l) uten vesentlige svingninger i Fe (II) -profile hele oppstrømning vannsøylen. Dannelsen av bunnfall (antagelig Fe (III) (oxyhydr-) oksyder) i mediet reservoaret og svak nedgang i det totale Fe (II) konsentrasjon fra 500 uM til 440 uM over 10 dager viser at noen av ok...

Watch this Scientific Journal Video about Laboratory Simulation of an IronII-rich Precambrian Marine Upwelling System to Explore the Growth of Photosynthetic Bacteria at JoVE.com

Laboratory Simulation of an IronII-rich Precambrian Marine Upwelling System to Explore the Growth of Photosynthetic Bacteria

Vi simulert en prekambrium ferruginous marine oppstrømning system i en lab-skala vertikal gjennomstrømning kolonnen. Målet var å forstå hvordan geokjemiske profiler av O 2 og Fe (II) utvikle seg som cyanobakterier produserer O 2. Resultatene viser etablering av en kjemoklin på grunn av Fe (II) oksidering av photosynthetically produsert O 2.

Laboratory Simulering av en Iron (II) rik prekambrium Marine Oppstrømning System til Utforsk Vekst av fotosyntetiske bakterier

A conventional concept for the deposition of some Precambrian Banded Iron Formations (BIF) proceeds on the assumption that ferrous iron [Fe(II)] upwelling ...

Research

JoVE Journal

Environment

Laboratory Simulation of an Iron(II)-rich Precambrian Marine Upwelling System to Explore the Growth of Photosynthetic Bacteria

A Fish-feeding Laboratory Bioassay to Assess the Antipredatory Activity of Secondary Metabolites from the Tissues of Marine Organisms

A Fish-fôring Laboratory Bioassay å Vurdere Antipredatory aktivitet av sekundære metabolitter fra vev av marine organismer

Marine chemical ecology is a young discipline, having emerged from the collaboration of natural products chemists and marine ecologists in the 1980s with ...

Development of Sulfidogenic Sludge from Marine Sediments and Trichloroethylene Reduction in an Upflow Anaerobic Sludge Blanket Reactor

Utvikling av Sulfidogenic Slam fra marine sedimenter og Trichloroethylene Reduksjon i en oppstrøms Anaerob Sludge Blanket Reactor

The importance of microbial sulfate reduction relies on the various applications that it offers in environmental biotechnology. Engineered sulfate ...

VacuSIP, an Improved InEx Method for In Situ Measurement of Particulate and Dissolved Compounds Processed by Active Suspension Feeders

VacuSIP, an Improved InEx Method for In Situ Measurement of Particulate and Dissolved Compounds Processed by Active Suspension Feeders

VacuSIP, en forbedret Inex Metode for<em&gt; In Situ</em&gt; Måling av partikkel og oppløst Forbindelser Behandlet av Active Suspension Feeders

Benthic suspension feeders play essential roles in the functioning of marine ecosystems. By filtering large volumes of water, removing plankton and ...

Ecotoxicological Method with Marine Bacteria Vibrio anguillarum to Evaluate the Acute Toxicity of Environmental Contaminants

Ecotoxicological Method with Marine Bacteria Vibrio anguillarum to Evaluate the Acute Toxicity of Environmental Contaminants

Økotoksikologisk metode med marine bakterier<em&gt; Vibrio anguillarum</em&gt; Å vurdere den akutte toksisiteten av miljøforurensninger

Bacteria are an important component of the ecosystem, and microbial community alterations can have a significant effect on biogeochemical cycling and food ...

Comparison of Scale in a Photosynthetic Reactor System for Algal Remediation of Wastewater

Sammenligning av Scale i en Photosynthetic reaktorsystem for Alge Remediation av avløpsvann

An experimental methodology is presented to compare the performance of two different sized reactors designed for wastewater treatment. In this study, ...

Extraction of Organochlorine Pesticides from Plastic Pellets and Plastic Type Analysis

Ekstraksjon av organisk klorpesticider fra plastpellets og plasttypeanalyse

Plastic resin pellets, categorized as microplastics (&#8804;5 mm in diameter), are small granules that can be unintentionally released to the environment ...

Adherence of Bacteria to Plant Surfaces Measured in the Laboratory

Overholdelse av bakterier å plante overflater måles i laboratoriet

This manuscript describes a method to measure bacterial binding to axenic plant surfaces in the light microscope and through the use of viable cell ...

Development of New Methods for Quantifying Fish Density Using Underwater Stereo-video Tools

Utvikling av nye metoder for å kvantifisere fisk tetthet med undervanns Stereo-video-verktøy

The use of video camera systems in ecological studies of fish continues to gain traction as a viable, non-extractive method of measuring fish lengths and ...

The Barnacle Balanus improvisus as a Marine Model - Culturing and Gene Expression

The Barnacle Balanus improvisus as a Marine Model - Culturing and Gene Expression

Barnacle Balanus improvisus som Marine modell - dyrking og genuttrykk

Barnacles are marine crustaceans with a sessile adult and free-swimming, planktonic larvae. The barnacle Balanus (Amphibalanus) improvisus is particularly ...

An Optimized Rhizobox Protocol to Visualize Root Growth and Responsiveness to Localized Nutrients

En optimalisert Rhizobox protokollen å visualisere rot vekst og respons på lokaliserte næringsstoffer

Roots are notoriously difficult to study. Soil is both a visual and mechanical barrier, making it difficult to track roots in situ without destructive ...